КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер 23-27-00410

НазваниеРамановское изучение минералов уникальных коллекций Музея минералогии и геологии им. И.В. Белькова (Геологический институт ФИЦ КНЦ РАН)

РуководительСидоров Михаил Юрьевич,

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр «Кольский научный центр Российской академии наук», Мурманская обл

Период выполнения при поддержке РНФ

2023 г. - 2024 г.

Конкурс№78 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами».

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле, 07-205 - Минералы, их ассоциации и процессы минералообразования

Ключевые словауникальные минералогические коллекции, Кольский регион, редкие минералы, рамановская спектроскопия

Код ГРНТИ38.35.91

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Музей геологии и минералогии им. И.В. Белькова, основанный в 1930 г. в Хибинской горной станции АН СССР «Тиетта» и входящий в структуру Геологического института ФИЦ КНЦ РАН (г. Апатиты) представляет собой одно из крупнейших в России и мире собраний минералов и горных пород Кольского региона. В настоящее время в основном фонде Музея на постоянном хранении находятся более 9800 образцов минералов и горных пород, отобранных исключительно из объектов Кольского региона. Основная деятельность Музея направлена, главным образом, на сохранение ранее поступивших и регистрацию новых образцов, их первичную диагностику, составление экспозиций, экскурсионную и научно-просветительскую деятельность. Тем не менее, необходимо проводить более углубленное комплексное изучение коллекций Музея с публикацией полученных результатов для широкой научной общественности. Это связано с тем, что в коллекциях Музея находится множество редчайших минералов, значительная часть которых открыта в Кольском регионе и не встречена более нигде в мире либо найдена лишь в единичных локациях. Также в коллекциях Музея собран богатейший каменный материал из различных месторождений и рудопроявлений Кольского региона. Помимо этого, в распоряжении Музея находится уникальная коллекция керна Кольской сверхглубокой скважины СГ-3, изучение которого представляет особый научный интерес. Учитывая незначительные размеры многих образцов редких минералов из коллекций Музея и условие сохранения их представительности, наиболее подходящим методом их исследования представляется рамановская спектроскопия (спектроскопия комбинационного рассеяния), не нарушающая целостность образцов. Сравнение коллекций основного фонда Музея с наиболее полными базами данных рамановских спектров минералов (Chukanov and Vigasina, 2020; https://rruff.info/) показало, что в коллекциях Музея присутствует более 150 минеральных видов, для которых никогда ранее не регистрировались рамановские спектры. Регистрация рамановских спектров таких минералов и их последующая обработка позволит существенно расширить существующие базы данных рамановских спектров минералов и восполнить существующие пробелы рамановской диагностики. Методы рамановской геотермометрии образцов графита из керна Кольской сверхглубокой скважины и месторождения крупночешуйчатого графита Пестпакша позволят проследить термальную историю углерода данных объектов и оценить степень его кристалличности, что впоследствии может стать основой для масштабного исследования углеродсодержащих пород, широко распространенных в Кольском регионе и в ряде случаев имеющих экономический потенциал. Рамановская геотермометрия углеродистого вещества (графита) из различных метаморфических комплексов благодаря устойчивости углеродистого вещества, которое в зависимости от характера и условий изменения, перекристаллизации и деформирования не выносится из вмещающих пород, в настоящее время считается общепризнанным надежным инструментом изучения термических условий образования и преобразования горных пород.

Ожидаемые результаты
Общим результатом в рамках проекта станет подробное изучение зарегистрированных рамановских спектров редких минералов из коллекций Музея геологии и минералогии им. И.В. Белькова, а также дополнительные данные по их химическому составу и кристаллической структуре. Совокупность полученных результатов позволит дать полную кристаллохимическую характеристику выбранных групп минералов и предоставит широкой научной общественности уникальную информацию. Обработка рамановских спектров графита из месторождения Пестпакша и керна Кольской сверхглубокой скважины СГ-3 с помощью специальных методик позволит численно оценить температуры его кристаллизации и перекристаллизации, а изучение изотопной систематики углерода покажет источник/источники углеродистого вещества.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Аннотация результатов, полученных в 2023 году
Для рамановских исследований минералов группы лукасита (лукасит-Ce Ce[Ti2O5(OH)], кассит Ca[Ti2O4(OH)2] и возможный La аналог лукасита La[Ti2O5(OH)]), а также кафетита (минерала, идентичного по химическому составу касситу и отличающегося от него строением кристаллической структуры) из систематической коллекции минералов Музея геологии и минералогии им. И.В. Белькова (Геологический институт ФИЦ КНЦ РАН, Апатиты) были отобраны представительные образцы этих минералов. Рентгеноспектральные исследования минералов позволили уточнить особенности их химического состава. Проведённое рамановское исследование лукасита-(Се), La аналога лукасита, кассита и кафетита выявило значительные отличия в положении основных колебательных полос в спектрах этих минералов. Наибольшая разница проявляется в положении полос, связанных с симметричными v1(Ti-O) и несимметричными v3(O-Ti-O) валентными колебаниями, а также в морфологии спектров. Обобщённые в настоящем исследовании данные позволят определять и отличать друг от друга минералы группы лукасита методом рамановской спектроскопии, которая на сегодняшний день является наиболее экспрессным и почти не разрушающим методом диагностики минералов, в т.ч. и небольших (несколько микрон) размеров. Применение рамановской спектроскопии позволило определить один из минералов, обнаруженный в кимберлитовой трубке Ермаковская-7, как La аналог лукасита. В дальнейшем определение параметров кристаллической структуры этого минерала методом монокристальной рентгеновской дифракции, как мы надеемся, позволит утвердить его в качестве нового минерального вида и, тем самым, увеличить общее количество минералов, входящих в группу лукасита. Также можно ожидать находок редкоземельных аналогов кафетита. Первые результаты рамановского исследования графита из месторождения Пестпакша (Кольский регион) в комбинации с данными по изотопным характеристикам углерода данного графита указывают на его формирование графитового месторождения Пестпакша в ходе нескольких этапов становления объекта с возможным вовлечением вещества из нескольких источников и/или его активном изотопном фракционировании.

Публикации